2) испарения (+)
3) теплоизлучения
4) конвекции
При повышении температуры окружающего воздуха сухая теплоотдача через излучение, конвекцию и теплопроведение резко уменьшается, а при превышении температурного градиента может смениться поступлением тепла в организм. Поэтому основным сохраняющимся механизмом охлаждения становится испарение воды с поверхности кожи и слизистых оболочек дыхательных путей. На испарение 1 г воды затрачивается примерно 2,4 кДж (0,58 ккал) тепловой энергии, что обеспечивает эффективное удаление тепла даже при высокой температуре воздуха.
Физиологически это реализуется преимущественно за счёт секреции пота эккринными потовыми железами и последующего перехода воды в пар. Выделение пота само по себе не охлаждает организм: если жидкость стекает с кожи или испарение ограничено высокой относительной влажностью, теплоотдача существенно снижается. В таких условиях возрастает риск перегревания, теплового истощения и теплового удара; клинически возможны гипертермия, слабость, головокружение, тахикардия и нарушение сознания.
Эффективность испарительного охлаждения определяется разностью парциального давления водяного пара между кожей и воздухом, скоростью движения воздуха, площадью открытой поверхности тела и состоянием гидратации. Чем ниже влажность и выше воздухообмен, тем интенсивнее испарение; при высокой влажности даже обильное потоотделение может быть малоэффективным.
| Механизм теплообмена | Физическая основа | Направление при температуре воздуха выше температуры кожи | Практическое значение |
|---|---|---|---|
| Испарение | Переход воды с кожи или дыхательных путей в пар с поглощением скрытой теплоты парообразования | Сохраняет направление от организма в окружающую среду | Главный механизм охлаждения; зависит от влажности, вентиляции и объёма доступной для испарения жидкости |
| Теплоизлучение | Передача инфракрасной энергии между поверхностью тела и окружающими объектами | При более горячем окружении возможно чистое поступление лучистого тепла к телу | Теплоотдача снижается при воздействии нагретых стен, солнечной радиации и горячих поверхностей |
| Конвекция | Перенос тепла движущимся воздухом, контактирующим с кожей | Тёплый воздух может передавать тепло коже; движение воздуха не всегда охлаждает | Вентилятор эффективен главным образом при температуре воздуха ниже температуры кожи или при усилении испарения |
| Теплопроведение | Передача тепла при непосредственном контакте с твёрдой, жидкой или газообразной средой | При контакте с более горячей поверхностью тепло поступает в организм | Обычно имеет ограниченное значение, но становится существенным при контакте с горячей водой, металлом или нагретыми предметами |
| Испарение из дыхательных путей | Удаление тепла при увлажнении и согревании выдыхаемого воздуха | Остаётся дополнительным путём теплоотдачи при сохранении градиента влажности | Усиливается при учащённом дыхании, но сопровождается потерей воды и может способствовать обезвоживанию |
Таким образом, при жарком воздухе поддержание теплового баланса зависит прежде всего от способности организма испарять воду. Нарушение потоотделения, обезвоживание или высокая влажность существенно повышают вероятность гипертермии. Профилактика перегревания включает достаточное потребление жидкости, уменьшение влажности и лучистой тепловой нагрузки, проветривание и ограничение физической активности в наиболее жаркое время.